Ilmuwan Kembangkan Material Baru yang Tahan Dilindas Mobil

REPUBLIKA.CO.ID, LONDON - Para ilmuwan telah mengembangkan bahan baru yang lembut tapi kuat dan licin. Bahan tersebut mampu mendapatkan kembali bentuk aslinya setelah ditabrak mobil atau menggunakan contoh yang lebih alami, setelah dilindas oleh gajah.

Terdiri dari 80 persen air, bagian material yang bukan air memungkinkannya bertindak seperti kaca ultra-keras saat dikompresi. Para peneliti berpikir ini adalah pertama kalinya bahan lunak seperti ini menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap kompresi.

Setelah pengembangan lebih lanjut, ‘super jelly’ ini dapat digunakan untuk berbagai aplikasi praktis. Mulai dari pembuatan robotika lunak hingga meningkatkan fleksibilitas penggantian tulang rawan yang digunakan dalam tubuh manusia. Demikian diungkapkan tim di balik bahan tersebut.

“Pada kadar air 80 persen, Anda akan mengira itu akan pecah seperti balon air, tetapi ternyata tidak. Ia tetap utuh dan menahan gaya tekan yang sangat besar,” kata ahli kimia Oren Scherman dari University of Cambridge di Inggris. “Sifat hidrogel tampaknya bertentangan satu sama lain,” imbuhnya.

Hidrogel yang melar memiliki banyak karakteristik yang membuatnya menarik bagi para ilmuwan material, tetapi mereka biasanya hancur saat dikompresi. Alasan ‘super jelly’ ini berbeda adalah karena struktur molekulnya dan caranya menggunakan ikatan silang-dua molekul bergabung dengan ikatan kimia.

Di sini, molekul berbentuk tong yang disebut cucurbiturils berfungsi sebagai ikatan silang, masing-masing menahan dua molekul tamu di rongganya seperti borgol molekul. Dengan demikian, molekul tamu ini tetap di tempatnya lebih lama dari biasanya.

Itu berarti jaringan polimer yang mengontrol sifat mekanik material lebih terkait erat dan lebih mampu menahan kompresi. Secara keseluruhan, para peneliti menggambarkannya sebagai ‘memperlambat’ dinamika material sehingga kinerjanya dapat berkisar dari keadaan seperti karet hingga keadaan seperti kaca.

“Cara hidrogel dapat menahan kompresi sangat mengejutkan, tidak seperti apa pun yang kita lihat di hidrogel,” kata ahli kimia Jade McCune dari University of Cambridge dilansir Science Alert, Ahad (28/11).

“Kami juga menemukan bahwa kekuatan tekan dapat dengan mudah dikontrol hanya dengan mengubah struktur kimia molekul tamu di dalam borgol,” ujar dia.

Sementara hidrogel lain dikenal karena ketangguhan dan penyembuhannya sendiri, mengambil bobot mobil 1.200 kg seperti dalam video di atas bukanlah sesuatu yang dapat mereka lakukan sebelumnya.

“Sepengetahun kami, ini adalah pertama kali hidrogel seperti kaca dibuat. Kami tidak hanya menulis sesuatu yang baru ke dalam buku teks, yang sangat menarik, tetapi kami membuka babak baru di area dari bahan lembut berperforma tinggi,” kata Zehuan Huang, ahli kimia di University of Cambridge dan penulis utama studi tersebut.

Salah satu cara di mana bahan ini dapat digunakan adalah sebagai sensor tekanan hidrogel untuk pemantauan real-time dari tindakan seperti berdiri, berjalan, dan melompat. Materail itu akan dapat berubah bentuk dan melakukan pengukuran sebelum kembali ke bentuk aslinya.

Pengembangan lebih lanjut diperlukan sebelum bahan tersebut siap untuk keperluan biomedis dan bioelektronik. Namun, demonstrasi awal ini menunjukkan banyak harapan seperti banyak perkembangan terbaru lainnya dalam ilmu hidrogel.

“Orang-orang telah menghabiskan bertahun-tahun membuat hidrogel seperti karet, tetapi itu hanya setengah dari gambarannya,” kata Scherman.

“Kami telah meninjau kembali fisika polimer tradisional dan menciptakan kelas material baru yang mencakup, seluruh rentang sifat material dari seperti karet hingga seperti kaca, melengkapi gambaran lengkapnya,” ujar dia.

Ikuti Whatsapp Channel Republika